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专题强化9闭合电路的动态分析含有电容器的电路故障分析

[学习目标]1.会应用闭合电路的欧姆定律分析闭合电路的动态问题(重难点)。2.会分析含有电容器的电路问题(重难点)。3.会结合闭合电路欧姆定律和部分电路欧姆定律分析电路故障(难点)。

一、闭合电路的动态分析

在如图所示的电路中，当滑动变阻器的滑片P向右滑动时，回路的总电流、路端电压如何变化？通过R1、R2和滑动变阻器的电流如何变化，它们两端的电压如何变化？

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闭合电路动态问题的分析方法

1．程序法：遵循“局部—整体—局部”的思路，按以下步骤分析(如图)：

2．结论法——“串反并同”

“串反”：是指某一电阻增大时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小；某一电阻减小时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大。

“并同”：是指某一电阻增大时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大；某一电阻减小时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小。

3．极限法

因滑动变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将滑动变阻器的滑片分别滑至两个极端，使其电阻最大或电阻为零，画等效电路图分析各电学量的变化情况。

例1如图所示电路中，当开关S闭合，滑动变阻器的滑片P从a端向b端滑动时，以下判断正确的是()

A．电压表示数变大，通过灯L1的电流变大，灯L2变亮

B．电压表示数变小，通过灯L1的电流变小，灯L2变暗

C．电压表示数变大，通过灯L2的电流变小，灯L1变亮

D．电压表示数变小，通过灯L2的电流变大，灯L1变暗

针对训练1如图所示，E为内阻不能忽略的电源，R1、R2、R3为定值电阻，S0、S为开关，与分别为理想电压表与电流表。初始时S0与S均闭合，现将S断开，则()

A.的读数变大，的读数变小

B.的读数变大，的读数变大

C.的读数变小，的读数变小

D.的读数变小，的读数变大

例2(多选)在如图所示的电路中，闭合开关S，当滑动变阻器的滑动触头P向下滑动时，四个理想电表的示数都发生变化，电表的示数分别用I、U1、U2和U3表示，电表示数的变化量分别用ΔI、ΔU1、ΔU2和ΔU3表示。下列说法正确的是()

A.eq\f(U1,I)不变，eq\f(ΔU1,ΔI)不变 B.eq\f(U2,I)变大，eq\f(ΔU2,ΔI)变大

C.eq\f(U2,I)变大，eq\f(ΔU2,ΔI)不变 D.eq\f(U3,I)不变，eq\f(ΔU3,ΔI)不变

通过U－I图像辨析动态电路eq\f(U,I)和eq\f(ΔU,ΔI)

对于U－I图线，eq\f(U,I)为图像上任意一点的纵坐标和横坐标的比值，eq\f(ΔU,ΔI)为直线的斜率。

1．对于定值电阻R0，U＝IR0，U－I图线为过原点的直线，eq\f(U,I)＝eq\f(ΔU,ΔI)＝R0

2．电源的U－I图线为倾斜的直线，U＝E－Ir，eq\f(U,I)＝R外，|eq\f(ΔU,ΔI)|＝r

3．可变电阻R的U－I图线为倾斜的直线，U＝E－I(r＋R0)，eq\f(U,I)＝R，|eq\f(ΔU,ΔI)|＝r＋R0

二、含电容器的电路

如图所示，电路中R1、R2均为可变电阻，电源电动势为E，内阻为r，平行板电容器电容为C，两极板水平放置。

(1)当开关闭合时，有电流通过R1或R2吗？若有，电流方向如何？

(2)电路达到稳定后，有电流通过R1或R2吗？此时电容器两端的电压为多少？带电荷量为多少？

(3)电路稳定后逐渐减小R1，在此过程中，有电流通过R2吗？若有，电流方向如何？

(4)电路稳定后再逐渐减小R2，在此过程中，有电流通过R2吗？若有，电流方向如何？

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